Не ржи над ржой

Опять отключили воду? Срочно читайте этот текст – он вас немного успокоит.

Каждое лето почти у каждого жителя России приключение: две недели (сроки варьируются от города к городу) или поливаем себя подогретой водой из ковшика, или истошно орём, обливаясь ледяной водой из душа. (Счастливчики – владельцы частных домов, в которых вода подогревается индивидуально, специальным котлом – отключать его или нет, решают только они сами.) Что с горячей водой? Одним словом: опрессовка.

Гипотеза, не выдержавшая простого расчёта

Живя в мегаполисе с детства, автор (я, но в таких статьях принято в третьем лице) многократно проходил через эти летние приключения. Когда, по прошествии трёх недель (так было до 2011 года – после предельный срок отключений был законодательно сокращён до 14, а в Москве и вовсе до 10 дней), воду давали, она вначале была не слишком на себя похожа – бурый поток, буквально сель какой-то, а не водопроводная вода.

Понятно, что ржавчина – но откуда её столько? Моя (ладно, дальше в первом лице, простите) теория заключалась в том, что за такой долгий срок трубы, предоставленные самим себе и кислороду (вода ушла, а природа не терпит пустоты – её место заполнил воздух) подвергаются активной коррозии, наросла ржа – дали воду – смыло – принесло в раковины и ванны. Довольный своей смекалкой, я жил с этим убеждением много лет. Пока в какой-то день горячую воду не отключили аварийно буквально... на полчаса! Что бы вы думали? Когда я открыл кран, он долго выблёвывал из себя такой же рыжий поток.

Я не из тех, кто будет настаивать на своём под гнётом фактов. Полез читать и разбираться. Вот факт: скорость коррозии стальной трубы — около 0,1 мм в год. От вентиля до меня – не больше 100 м, диаметр трубы не больше 4 см, значит весь объём ржавчины, собравшейся за полчаса – это 0,001 [дм] × 1000 [дм] × πD / 365 / 24 × 0,5 = 7×10^–5 л, 0,07 мл! (πD здесь – длина окружности сечения трубы, в дециметрах это ~1,2 дм; напомним, что 1 л = 1 дм³.)

Такое количество ржи не окрасит даже рюмку воды, не говоря уже о литрах, выливающихся из крана. Нужно искать другое объяснение.

Теория и практика гидроудара

Раз мы видим рыжую воду и понимаем, что получасовое отключение не могло тут играть роли, единственный вывод, который мы можем логически принять: дело не в новой ржавчине. Значит, она была там раньше.

Действительно, коррозия чугуна или стали происходит не только на воздухе, но и в воде. И в 2–3 раза быстрее – в горячей воде! За несколько лет стенки труб покрываются рыхлым слоем оксидов железа – бурый, почти порошкообразный налёт.

Пока вода течёт штатно (на языке физиков – ламинарно), этот слой находится в покое. Но вот воду отключили, трубы опустели. А потом – включили. Что было дальше – расскажет Николай Егорович Жуковский. Именно он в 1897 году описал явление, которое с тех пор называют его именем: гидравлический удар. Когда поток воды резко останавливается или резко запускается, в трубе возникает волна давления. Для водопроводных труб это означает скачки давления в 4–5 раз больше обычного. Этого скачка достаточно, чтобы сорвать со стенок всё, что на них годами держалось в состоянии шаткого равновесия. Рыхлые оксиды железа уходят в поток — и через секунду оказываются у вас в раковине.

Трубы бывают разные

Строго говоря, ржавая вода после включения — это не сигнал тревоги. Это нормальная механика пожилой трубопроводной системы. Она вполне пригодна к использованию, главное – дождаться, пока сольётся мутный поток.

А есть ещё люди, которые в жизни не видели ржавой воды. В общем-то, это те же счастливчики, которые живут без её отключений – владельцы дачных участков, шато и фазенд. Почему им повезло дважды? Дело в трубах. Современные трубы сделаны не из голого металла, металлопластиковые трубы устроены принципиально иначе: снаружи — полиэтилен, защищающий от внешних воздействий, в середине — тонкий слой сварного алюминия, придающий трубе жёсткость и позволяющий держать давление, а внутри – снова полиэтилен. Полиэтилен решает: благодаря ему труба вовсе не корродирует, а внутри на нём нечему оседать. Гидравлический удар при подаче воды происходит своим чередом – но срывать со стенок трубы ему просто нечего.

Также не ржавеют полипропиленовые трубы и трубы из сшитого полиэтилена (PE-X) — всё это инертный пластик. Проблема с ржавой водой — почти исключительно история советских и постсоветских городских домов со стальными или чугунными трубами. И – системы центрального отопления, к ней и перейдём.

Издержки централизации

Тут мы и подошли к самому актуальному вопросу: а нужно ли вообще каждый год отключать горячую воду? Тут у коммунальщиков консенсус: необходимость реальная. Трубы централизованного отопления нельзя проверить «на ходу»: систему нужно остановить, а затем поднять давление до примерно ×1,5 от обычного значения – это называется опрессовкой, по сути, проверкой труб на прочность. При таком давлении выявляются все микротрещины и слабые сварные швы, которые зимой могут лопнуть – и это точно никому не понравится. Обнаруженные повреждённые участки в процессе меняют – а для этого, очевидно, трубы должны быть без воды. Почему процесс требует так много времени? Потому что этих труб на одну ТЭЦ – многие километры, и они к тому же не так чтобы легкодоступны.

Эта необходимость есть только там, где теплоснабжение централизованное. Такая архитектура принята не только в странах бывшего СССР, но ещё, например, в Финляндии, Германии и Дании, и там профилактические работы тоже проводят. Ещё один резон делать опрессовку – снижение тепловых потерь. Зимой, пока горячая вода доберётся от ТЭЦ до вашей квартиры, она отдаст (без пользы) до 16% тепла – и чем хуже состояние труб, тем, очевидно, выше утечка.

А зачем нам вообще эти ТЭЦ? Мало того, что без воды по две недели в году, так ещё и столько тепла теряем на ровном месте! Разумное возражение, но есть что возразить и в ответ: во-первых, как ни парадоксально, производство тепла централизованно экономически эффективнее, даже с учётом транспортных потерь – сказывается эффект масштаба. Во-вторых, помимо тепла, ТЭЦ ещё и электроэнергию производит (расшифруем наконец этот акроним: Теплоэлектроцентраль, тут и тепло-, и электро- ключевые корни), убираем ТЭЦ – сидим без света. Наконец, просто представьте, каких затрат будет стоить сам переход на индивидуальное производство тепла, самая грубая оценка: одна ТЭЦ обслуживает до 200 000 домохозяйств. Поставить в каждом из них отопительный котёл стоимостью около ₽50 000 – обойдётся суммарно в ₽10 млрд. Может, лучше пусть ТЭЦ ещё поработает?

Ну вот поэтому они всё и работают. А мы сидим какое-то время без горячей воды. Но теперь – со всем пониманием и сочувствием.